JP2012240675A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、一般的には、たとえば飛行乗務員とインタフェースして飛行中に航空機の制御を支援するため、航空機に搭載されて使用される飛行管理システム(FMS(Flight Management System))に関し、更に具体的には、既存のFMSを更新して増加した機能性を提供し、既存の搭載された飛行管理システムの高価な各種コンポーネントの流用および利用の最適化を試みるため、以前に航空機へ提供された既存の飛行管理システムをグレードアップすることに関する。 The present invention relates generally to a flight management system (FMS (Flight Management System) ) used on board an aircraft, for example, to interface with a flight crew to assist in controlling the aircraft during flight, and more particularly In particular, it was previously provided to aircraft to update existing FMS to provide increased functionality and to optimize the diversion and utilization of the expensive components of existing onboard flight management systems It relates to upgrading existing flight management systems.
航空機の能力および効率を改善する相当の変化が存在した1つのそのような領域は、飛行管理システムの領域である。飛行管理システムは、現在、競争圧力に対処するだけでなく、FAAによって所望される最新の能力および機能性に対処するためにも更新が必要である。この典型的な例は、従来のMD−80/90航空機に搭載されている既存の飛行管理システムである。MD−80/90航空機は、多くの航空会社集団の主力商品であり、多年にわたり航空会社によって利用されてきた。そのような航空機は、長い使用にも拘わらず依然として多くの飛行時間を残しているが、既存の搭載飛行管理システムを置換または更新して現代の必要性および要件に対処することが必要である。これらの既存のシステム、たとえば典型的なMD−80/90航空機に搭載された既存の飛行管理システムは、一般的にはレガシーEFIS(Electrical Flight Information System)システムを有しており、最初に航空機へ搭載されたとき、およびその後の数年間には、満足を与えていた。しかし、レガシーEFISシステムは、今日の環境において、様々な既存のシステム欠陥、たとえば限定されたFMS航法データベース記憶容量の提供、所望の到達要求時刻すなわちRTA能力の欠如、およびGPS(Global Positioning System)すなわち全地球測位システムに基づく航法ソリューションを利用するRNP、VNAVおよびRNAV能力を提供する能力の欠如を生じている。 One such area where there has been considerable change in improving aircraft capacity and efficiency is the area of flight management systems. Flight management systems currently need to be updated not only to address competitive pressures, but also to address the latest capabilities and functionality desired by the FAA. A typical example of this is an existing flight management system installed on a conventional MD-80 / 90 aircraft. The MD-80 / 90 aircraft is the flagship product of many airline groups and has been used by airlines for many years. Although such aircraft still have a lot of flight time despite their long use, it is necessary to replace or update existing onboard flight management systems to address modern needs and requirements. These existing systems, such as existing flight management systems on a typical MD-80 / 90 aircraft, generally have legacy EFIS (Electrical Flight Information System) systems, which are When installed, and in the years that followed, gave satisfaction. However, legacy EFIS systems, in today's environment, offer a variety of existing system deficiencies, such as providing limited FMS navigation database storage capacity, lack of desired arrival time or RTA capability, and GPS (Global Positioning System) or A lack of ability to provide RNP , VNAV and RNAV capabilities utilizing navigation solutions based on the Global Positioning System has occurred.
この領域における先行技術の努力は、依然として相当の寿命を有する既存の航空機の、これらおよび他の現在の必要性を満たすため、既存の飛行管理システムを全く新しいシステムで置換するという、しばしば費用のかかる非効率的な完全置換を必要としていた。これは、以前に利用された典型的なアプローチであり、改良されたシステム内の重要な各種レガシーコンポーネントを生かそうとするものではなかった。たとえば、レガシーEFISシステムを他のコンポーネントで置換し、同時に、先行する搭載飛行管理システムからの既存のレガシーコンポーネント、たとえばレガシー先進飛行管理コンピュータすなわちAFMCの使用を最適化することによって、これらの既存のシステム欠陥を克服するものではなかった。前記のAFMCは、既存の航空機、たとえばMD−80/90で利用され
る航法ソリューションにおいて、単一のAFMCに頼って、水平方向案内、垂直方向案内、および性能計算のようなパラメータを計算する。したがって、航法グレードアップソリューションにおいて、既存の航空機は、その航空機のためにグレードアップされた航法ソリューションの中にレガシーAFMCを保持し得ることが望ましい。これは、既存のFMSシステムを完全に置換することではなく、特に、搭載されたAFMCの以前に証明された性能能力を活用し得るようにすることである。加えて、これらの既存の飛行管理システムは、今日では好ましいGPSに基づく航法ソリューションの利用を最初に意図されていなかったので、GPSに基づく航法ソリューションを利用する能力、たとえばRNP、VNAVおよびRNAV能力を提供していなかった。
Prior art efforts in this area are often costly, replacing existing flight management systems with entirely new systems to meet these and other current needs of existing aircraft that still have significant lifetimes Inefficient complete replacement was required. This is a typical approach used before and does not attempt to take advantage of various important legacy components in the improved system. For example, by replacing legacy EFIS systems with other components and simultaneously optimizing the use of existing legacy components from previous onboard flight management systems, such as legacy advanced flight management computers or AFMCs, these existing systems It did not overcome the flaws. The AFMC relies on a single AFMC to calculate parameters such as horizontal guidance, vertical guidance, and performance calculations in navigation solutions utilized on existing aircraft, such as MD-80 / 90. Therefore, in a navigation upgrade solution, it is desirable that an existing aircraft can retain a legacy AFMC in a navigation solution upgraded for that aircraft. This is not to completely replace the existing FMS system, but in particular to be able to take advantage of the previously proven performance capabilities of the onboard AFMC. In addition, these existing flight management systems were not originally intended to use the preferred GPS-based navigation solution today, so they have the ability to utilize GPS-based navigation solutions, such as RNP , VNAV and RNAV capabilities. Did not provide.
本発明によれば、既存の飛行管理システムFMS、たとえばレガシーMD−80/90FMSシステムのようなFMSは、その機能性を追加するためにグレードアップされる。一方依然として、レガシーシステムの或る一部の既存のコンポーネント、たとえば先進飛行管理コンピュータすなわちAFMC、慣性参照ユニットすなわちIRU、中央空調データコンピュータすなわちCADC、DME受信機、およびディジタル飛行案内コンピュータすなわちDFGCを採用し、また、FMSシステムの向上した機能性を提供する異なるコンポーネントによって他の既存のコンポーネント、たとえばレガシーEFISシステムを置換する。本発明の再構成またはグレードアップされた飛行管理システムにおいて、既存のIRU、CADC、DME受信機、およびDFGCは、レガシーAFMCと通信するように残る。しかし、既存のFMSシステムからのレガシー電気飛行情報システムすなわちEFISシステムを利用する代わりに、EFISシステムはデータ集中器ユニットならびにディスプレイ制御パネルおよび一体化したフラット・パネル・ディスプレイによって置換され、全地球測位システムすなわちGPS受信機がシステムへ追加されて、GPSに基づく航法ソリューションが提供されることを可能にする。データ集中器ユニットおよびレガシーAFMCは相互間で情報を交換するために相互に機能的に接続され、DFGCはデータ集中器ユニットの出力に接続される。GPSすなわち全地球測位システム受信機は、データ集中器へ入力情報を提供するためにデータ集中器に機能的に接続される。本発明のグレードアップされたFMSシステムは、少なくとも追加された航法データベース記憶容量の能力および/またはGPSに基づく航法ソリューションを利用するRNP、VNAVおよびRNAV能力を有し、更に到達要求時刻すなわちRTA能力を有し、依然として、レガシーAFMCが、グレードアップされたFMSシステムを搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用することも可能にする。既存の飛行管理システムと同じように、本発明のグレードアップされた飛行管理システムは、レガシーAFMCへ接続された冗長システムを採用し、たとえば、パイロットおよび1等航空士の各々が二重コントロールセットを有する。そのような場合、本発明のグレードアップされたシステムは、第2のIRU、第2のCADC、第2のDME受信機、第2のDFGC、第2のデータ集中器ユニット、および第2の全地球測位受信機を含み、依然として、共通のレガシーAFMCも利用する。こうして、図面を参照して下記で一層詳細に説明されるように、本発明のグレードアップされた飛行管理システムは、既存の飛行管理システムを更新するため実行可能および費用効果的な解決法を提供し、機能性を増加して既存システムの欠陥を克服し、たとえばFMS航法データベース記憶容量を増加し、GPSに基づく航法ソリューションを利用するRNP、VNAVおよびRNAV能力を提供し、到達要求時刻すなわちRTA能力を提供する。 In accordance with the present invention, an existing flight management system FMS, for example an FMS such as a legacy MD-80 / 90 FMS system, is upgraded to add its functionality. On the other hand, it still employs some existing components of legacy systems such as advanced flight management computer or AFMC, inertial reference unit or IRU, central air conditioning data computer or CADC, DME receiver, and digital flight guidance computer or DFGC. Also, replace other existing components, such as legacy EFIS systems, with different components that provide improved functionality of the FMS system. In the reconfigured or upgraded flight management system of the present invention, the existing IRU, CADC, DME receiver, and DFGC remain in communication with the legacy AFMC. However, instead of utilizing a legacy electric flight information system or EFIS system from an existing FMS system, the EFIS system is replaced by a data concentrator unit and a display control panel and an integrated flat panel display, and a global positioning system That is, a GPS receiver can be added to the system to provide a GPS based navigation solution. The data concentrator unit and the legacy AFMC are functionally connected to each other to exchange information between them, and the DFGC is connected to the output of the data concentrator unit. A GPS or Global Positioning System receiver is operatively connected to the data concentrator to provide input information to the data concentrator. The upgraded FMS system of the present invention has at least added navigation database storage capacity and / or RNP, VNAV and RNAV capabilities that utilize GPS-based navigation solutions, and further provides a time of arrival or RTA capability. And still allow legacy AFMCs to take advantage of their aircraft performance capabilities during the flight of aircraft equipped with upgraded FMS systems. As with existing flight management systems, the upgraded flight management system of the present invention employs a redundant system connected to a legacy AFMC, for example, each of the pilot and first-class aviators has a dual control set. Have. In such a case, the upgraded system of the present invention includes a second IRU, a second CADC, a second DME receiver, a second DFGC, a second data concentrator unit, and a second total. Including a global positioning receiver, it still utilizes a common legacy AFMC. Thus, as will be described in more detail below with reference to the drawings, the upgraded flight management system of the present invention provides a viable and cost-effective solution for updating an existing flight management system. Increase functionality and overcome deficiencies of existing systems, for example, increase FMS navigation database storage capacity, provide RNP , VNAV and RNAV capabilities utilizing GPS based navigation solutions; I will provide a.
図2および他の図を参照して下記で詳細に説明されるように、本発明のグレードアップされたFMSシステム200は、既存の飛行管理システム、たとえば図1で示される既存の飛行管理システムすなわちFMS100をグレードアップし、好ましくは機能性を追加し、今日の要件が与えられるとすれば、先行技術の飛行管理システム、たとえば図1で示される先行技術のFMSシステム100に存在する既存のシステム欠陥を克服する実行可能な費用効果的ソリューションを提供する。たとえば、下記で説明されるように、本発明のグレードアップされたFMSシステム200は、FMS航法データベース記憶容量を増加し、GPSに基づく航法ソリューションを利用するRNP(Required Navigational Performance)、VNAV(Vertical Navigation)およびRNAV(Area Navigation)能力を提供し、および/または到達要求時刻すなわちRTA(Required Time of Arrival)能力を提供することが期待される。これらの全ては、本発明に従ってグレードアップされる既存のFMSシステム100の機能性を増加し、システム欠陥を克服することを支援する。 As described in detail below with reference to FIG. 2 and other figures, the upgraded FMS system 200 of the present invention is an existing flight management system, such as the existing flight management system shown in FIG. Given the upgrade of FMS 100, preferably adding functionality, given today's requirements, existing system defects present in the prior art flight management system, eg, prior art FMS system 100 shown in FIG. Provide a viable and cost effective solution to overcome. For example, as will be described below, the upgraded FMS system 200 of the present invention increases the storage capacity of the FMS navigation database and uses a GPS-based navigation solution RNP (Required Navigational Performance), VNAV (Vertical Navigation ). ) And RNAV (Area Navigation) capabilities and / or expected arrival time or RTA (Required Time of Arrival) capabilities. All of these increase the functionality of the existing FMS system 100 upgraded according to the present invention and help overcome system deficiencies.
図2で示されて好ましいとされるように、グレードアップされたFMSシステム200は、既存の飛行管理システム100の中に存在していたレガシーAFMC(Advanced Flight Management Computer)、105、ならびにレガシーIRU(Inertial Reference Unit)110、120、CADC(Central Air Data Computer)111、121、VHF NAV(Very High Frequency Navigation)受信機116、118、DME(Distance Measuring Equipment)受信機112、122、およびDFGC(Digital Flight Guidance Computer)113、123を保持する。レガシーAFMC105は、好ましくは、以前に証明されたその性能能力を活用するために、グレードアップされたFMSシステム200の中に保持される。既存のMCDU(Multipurpose Control Display Unit)130、132は、好ましくは、新しいMCDU225、255で置換される。新しいMCDU225、255は好ましくは航法コンピュータ280、282を含む。航法コンピュータ280、282は飛行計画を管理し、水平方向および垂直方向案内、自動スロットル制御を生成し、レガシーAFMC105を構成および同期化して、それが飛行中に航空機性能パラメータの計算を続けることを許す。好ましくは、MCDU225、255の上に現れるAFMC性能に基づくページは、ARINC739プロトコルによりMCDU225、255を介してアクセス可能である。そのような性能に基づくページは、例として、図6〜図17に示される。 As a preferable shown in Figure 2, FMS system 200 upgraded, the legacy AFMC that existed in the existing flight management system 100 (Advanced Flight Management Computer), 105, and legacy IRU ( Inertial Reference Unit ( 110 ), 120, CADC (Central Air Data Computer) 111, 121, VHF NAV (Very High Frequency Navigation) receivers 116, 118, DME (Distance Measuring Equipment) receivers 112, 122, and DFGC (Digital Flight) Guidance Computer) 113 and 123 are held. The legacy AFMC 105 is preferably retained in the upgraded FMS system 200 to take advantage of its previously proven performance capabilities. Existing MCDUs (Multipurpose Control Display Units) 130, 132 are preferably replaced with new MCDUs 225, 255. The new MCDUs 225, 255 preferably include navigation computers 280, 282. Navigation computers 280, 282 manage flight plans, generate horizontal and vertical guidance, automatic throttle control, configure and synchronize legacy AFMC 105, allowing it to continue calculating aircraft performance parameters during flight . Preferably, pages based on AFMC capabilities appearing on MCDUs 225, 255 are accessible via MCDUs 225, 255 via the ARINC 739 protocol. Pages based on such performance are shown in FIGS. 6 to 17 as examples.
好ましくは、図2のグレードアップされたFMSシステム200の中のAFMC105の性能データは、飛行の各区間(レグ、leg)の推定到達時間および最終目的地への推定到達時間、予測される区間速度および高度区間巡航風、残距離のような進展、ETAおよび残存燃料、現在の速度モード、たとえばLRC/ECONに関連づけられたパラメータ、選択された対気速度すなわちマッハ、限定速度、たとえばVMO、MMO、フラップ、アルファ、速度オーバーライド、およびエンジン・アウト・モード、降下頂点(top of decent)、上昇頂点(top of climb)、ステップ上昇、および燃料量および使用された燃料を提供するために利用される。所望の飛行計画ルートは、好ましくはRNP能力を有するNAV(Navigation)コンピュータ280、282へ入力されて計算される。本発明の好ましいシステム200において、飛行計画ページは既存のAFMC105ページを複製したフォーマットである。好ましくは、飛行計画のサブセットは、従来のARINC739インタフェースを介して、MCDU225、255の中に置かれたNAVコンピュータ280、282からレガシーAFMC105へ自動的に転送される。好ましくは、本発明のグレードアップされたFMSシステム200において、飛行計画のサブセットは、出発地、目的地、および中間ウェイポイントから構成される。SIDSおよびSTARの上のウェイポイントは、好ましくは、緯度経度データを介してレガシーAFMC105へ転送される。というのは、本発明のAFMC105データベースは、全ての必要なターミナル手順を含まず、より小さいデータベースの保持を許すので、既存のFMSシステム100に存在するメモリ制限問題を克服するうえで、アップグレードされたFMSシステム200を支援する。 Preferably, the performance data of the AFMC 105 in the upgraded FMS system 200 of FIG. 2 includes the estimated arrival time and estimated arrival time for each leg (leg) and final destination, and predicted leg speed. And altitude cruising wind, progress such as remaining distance, ETA and remaining fuel, current speed mode, eg parameters associated with LRC / ECON, selected airspeed or Mach, limited speed, eg VMO, MMO, Used to provide flap, alpha, speed override, and engine out modes, top of descend, top of climb, step up, and fuel quantity and fuel used. The desired flight plan route is preferably input to a NAV (Navigation) computer 280, 282 having RNP capability and calculated. In the preferred system 200 of the present invention, the flight plan page is a format that duplicates an existing AFMC 105 page. Preferably, a subset of the flight plan is automatically transferred from the NAV computer 280, 282 located in the MCDU 225, 255 to the legacy AFMC 105 via the conventional ARINC 739 interface. Preferably, in the upgraded FMS system 200 of the present invention, a subset of the flight plan is comprised of a starting point, a destination, and intermediate waypoints. Waypoints above SIDS and STAR are preferably transferred to legacy AFMC 105 via latitude and longitude data. This is because the AFMC 105 database of the present invention does not include all the necessary terminal procedures and allows the retention of a smaller database, which has been upgraded to overcome the memory limitation problem present in the existing FMS system 100. Supports the FMS system 200.
Claims (18)
前記グレードアップされた飛行管理システムは、航空機に搭載された既存のFMSを有する前記航空機の飛行中に活用可能な航空機性能能力を有するレガシーAFMC(legacy AFMC(Advanced Flight Management Computer))、IRU(Inertial Reference Unit)、CADC(Central Air Data Computer)、DME(Distance Measuring Equipment)受信機、およびDFGC(Digital Flight Guidance Computer)を備え、
前記IRU、CADC、DME受信機、およびDFGCは前記レガシーAFMCと通信し、
改良は、データ集中器ユニットを備え、
前記CADC、IRU、およびDME受信機は入力情報を提供するため前記データ集中器ユニットに接続され、
前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーAFMCはそれらの間の入力および出力情報を交換するため相互に機能的に接続され、
前記DFGCは出力情報を受け取るため前記データ集中器ユニットに接続され、
さらに入力情報を提供するため前記データ集中器ユニットへ機能的に接続される全地球測位システム(GPS(Global Positioning System))受信機を備え、
それによって前記グレードアップされた飛行管理システムは、
少なくとも増加された航法データベース記憶容量の能力と、および/またはGPSに基づく航法ソリューションを利用するRNP(Required Navigational Performance)、VNAV(Vertical Navigation)、およびRNAV(Area Navigation)能力と、および/またはRTA(Required Time of Arrival)能力とを有し、
前記レガシーAFMCは、
前記既存のFMSが搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用できるようにもされていることを特徴とするグレードアップされた飛行管理システム。 An upgraded flight management system with functionality added to an existing flight management system (FMS (Flight Management System) ),
The upgraded flight management system includes legacy AFMC (Advanced Flight Management Computer) (IFR ), IRU (Inertial ) having aircraft performance capability that can be utilized during the flight of the aircraft having the existing FMS onboard the aircraft. Reference Unit) , CADC (Central Air Data Computer) , DME (Distance Measuring Equipment) receiver, and DFGC (Digital Flight Guidance Computer)
The IRU, CADC, DME receiver, and DFGC communicate with the legacy AFMC;
The improvement comprises a data concentrator unit,
The CADC, IRU, and DME receivers are connected to the data concentrator unit to provide input information;
The data concentrator unit and the legacy AFMC are functionally connected to each other to exchange input and output information between them;
The DFGC is connected to the data concentrator unit for receiving output information;
Further global positioning system operatively connected to the data concentrator unit for providing input information (GPS (Global Positioning System)) equipped with a receiver,
The upgraded flight management system is thereby
At least increased navigation database storage capacity and / or RNP (Required Navigational Performance) , VNAV (Vertical Navigation) and RNAV (Area Navigation) capabilities and / or RTA ( and / or RTA ) utilizing a GPS based navigation solution. Required time of arrival)
The legacy AFMC is
Before Kisunde during flight of an aircraft FMS is mounted Zon, upgraded flight management system characterized in that it is also to take advantage of its aircraft performance capabilities.
前記冗長システムは、第2のIRU、第2のCADC、第2のDME受信機、第2のDFGC、第2のデータ集中器ユニット、および第2の全地球測位システム受信機を備える、請求項1に記載のグレードアップされた飛行管理システム。 Further comprising a redundant system operatively connected to the legacy AFMC;
The redundant system comprises a second IRU, a second CADC, a second DME receiver, a second DFGC, a second data concentrator unit, and a second global positioning system receiver. The upgraded flight management system according to claim 1.
前記第2のCADCは、冗長入力情報を提供するために前記レガシーAFMCに更に接続され、
前記第2のデータ集中器ユニットおよび前記レガシーAFMCは、冗長入力および出力情報を交換するために相互に機能的に接続され、
前記第2のDFGCは、出力情報を受け取るために前記第2のデータ集中器ユニットに接続され、
前記第2の全地球測位システム受信機は、前記第2のデータ集中器ユニットの入力に機能的に接続され、
よって前記冗長システムは、前記レガシーAFMCを共用する、請求項8に記載のグレードアップされた飛行管理システム。 The second CADC, second IRU, and second DME receiver are connected to the second data concentrator unit to provide redundant input information;
The second CADC is further connected to the legacy AFMC to provide redundant input information;
The second data concentrator unit and the legacy AFMC are operatively connected to each other to exchange redundant input and output information;
The second DFGC is connected to the second data concentrator unit to receive output information;
The second global positioning system receiver is operatively connected to an input of the second data concentrator unit;
9. The upgraded flight management system of claim 8, wherein the redundant system thus shares the legacy AFMC.
追加された機能性を提供するために、
前記既存のFMSは、少なくともレガシーAFMC、IRU、CADC、DME受信機、DFGC、およびレガシーEFIS(Electrical Flight Information System)を有し、
前記IRU、CADC、DME受信機、およびDFGCは、前記レガシーAFMCと通信し、
グレードアップされたFMSが、少なくとも増加された航法データベース記憶容量を有する能力、
および/またはGPSに基づく航法ソリューションを利用するRNP、VNAV、およびRNAV能力、
および/またはRTA能力を有することを可能にし、依然として、
前記レガシーAFMCが、前記既存のFMSを搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用することも可能にするため、
前記方法が、前記レガシーEFISシステムをデータ集中器ユニットで置換すること、
入力情報を提供するために前記CADC、IRU、およびDME受信機を前記データ集中器ユニットに接続すること、
入力および出力情報を交換するために前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーAFMCを相互に接続すること、
出力情報を受け取るために前記DFGCを前記データ集中器ユニットの出力に接続すること、
および全地球測位システム(GPS)受信機を前記既存のFMSへ追加し、前記GPS受信機を前記データ集中器ユニットの入力に機能的に接続すること、
の各ステップを備える既存の飛行管理システム(FMS)をグレードアップする方法。 A method for upgrading an existing flight management system (FMS) having a legacy AFMC, comprising:
To provide added functionality,
The existing FMS has at least legacy AFMC, IRU, CADC, DME receiver, DFGC, and legacy EFIS (Electrical Flight Information System) ,
The IRU, CADC, DME receiver, and DFGC communicate with the legacy AFMC;
Grade-up F MS is the ability to have a navigation database storage capacity that is at least increased,
And / or RNP, VNAV, and RNAV capabilities utilizing GPS-based navigation solutions
And / or having RTA capability, and still
Because the legacy AFMC is pre Kisunde during flight of the aircraft the mounted FMS Zon is also possible to utilize the aircraft performance capabilities,
The method replacing the legacy EFIS system with a data concentrator unit;
Connecting the CADC, IRU, and DME receivers to the data concentrator unit to provide input information;
Interconnecting the data concentrator unit and the legacy AFMC to exchange input and output information;
Connecting the DFGC to the output of the data concentrator unit to receive output information;
And adding a global positioning system (GPS) receiver to the existing FMS and functionally connecting the GPS receiver to the input of the data concentrator unit;
A method for upgrading an existing flight management system (FMS) comprising the steps of:
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